紫外線・日焼け

紫外線UVA・UVB・UVCの波長の違いと肌の日焼けの仕組み

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太陽の光は、私たちの生活に様々な恩恵を与えています。

地表に届く太陽光は、紫外線・可視光線・赤外線です。

そして、X線、γ線は全て、大気やオゾン層、雲により遮断されるものの、紫外線の波長の長いものの一部はそれをすり抜け、僅かに地表にまで降り注ぎ(太陽光由来の紫外線の6%程)、これが私達に悪い影響をもたらします。

紫外線とはその名の通り、紫色よりも短い(外)光線です。

この記事では、太陽の光の色と波長の関係、その中でも特に紫外線UVA・UVB・UVCの影響にスポットを当て、具体的に私達に与える影響などをまとめていきます。

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【まとめ】紫外線・日焼け記事一覧

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紫外線UVA・UVB・UVCの波長と日焼けの仕組み

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太陽の光の種類

太陽の光を直接見てはいけないと言われますが、特に子供の頃などは太陽光に対する注意力もそこまでありませんので、不意に見てしまうということは少なからず誰しも経験あると思います。

その時、太陽の光を白い光として感じられたと思います。

太陽光などの光には様々な波長の光が混在しており、私達の目には白い光(白色光)として認識されます。

そして、それをプリズムなどに透過させると、波長の長さの違いが屈折率の違いを生み、七色の光(スペクトル)として、私達の目に個別に視認できるようになります。

ガラスなどの一般的な物質中では、波長が短いほど光の進む速さが遅いため、このようなことが起こります。

具体的には、波長の短い紫色の光はガラスを透過する速さが遅く、波長の長い赤色の光はそれが早いです。

人間が視認できる光の波長の長さの上界下界は以下のとおりです。

<可視光線に相当する電磁波の波長範囲>

上界はおおよそ760〜830nm

下界はおおよそ360〜400nm

その光の色と波長の長さの関係は、波長の短い側から順に、青紫青緑黄緑黄赤(橙)、七色で、このことから、紫色よりも短い波長の光を紫外線、赤よりも長い波長の光を赤外線と言うのです。

太陽光の中で、紫外線よりも短い光は、X線γ線ですが、後に述べる、UV-CX線γ線は、オゾン層や雲、大気などに遮断され、地上に届くことはありません

大気汚染により、オゾン層が破壊されて薄くなり、強い影響を与える光が地表に届くようになってしまうのではと危惧されています。

ちなみに、紫外線は、英語の略称はUVですが、これは”Ultra Violet(rays)”の略です。

ちなみに、赤外線は、”infrared(rays)”です。

地表に達する紫外線とは?

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出典:環境省「紫外線環境保険マニュアル」

太陽光に含まれる紫外線には、UVAUVBUVCがあります。

それぞれの特徴を見てみましょう。

<紫外線の性質>

UVA(波長315~380nm):オゾン層を通り抜けやすく、地上に紫外線が降り注ぐ量が多いです。朝晩や冬でも、ほとんど変化なく降り注ぎます。雲やガラスも通り抜けやすい性質を持ってます。

UVB(波長280~315nm):オゾン層や上空の雲に阻まれ、地表に達する量は少量です。

UVC(波長200~280nm):オゾン層に阻まれて地表に届きません。

先程申しました通り、地上に届く紫外線はUVAUVBで、その中でも地表に届く紫外線の9割程がUVAです。

それでは、UVAUVBが肌に対して、具体的にどのような影響を与えるのかについて、詳しく見ていきましょう。

UVAは真皮層へ潜り込む

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皮膚組織は、表皮層真皮層皮下組織の三層構造をしており、その中の真皮層は、表皮層の15〜40倍もの厚さがあり、肌の大部分を占め、肌の弾力やハリを司る組織です。

この弾力は、主に、コラーゲン(膠原線維)やエラスチン(弾性繊維)などの線維状タンパク質によるもので、これらのタンパク線維が70%を占め、これが肌の内側からクッション・スプリングのような働きをしているのです。

そして、その線維の周りはヒアルロン酸などのゲル状の基質と呼ばれる湿潤液で満たされ、この働きにより細胞が自由に動け、細胞に栄養を送ったり、不要物を代謝したり、真皮層の水分の保湿や細胞間相互のやり取りを可能にしています。

真皮層はこれらの働きが密接に関わり合うことにより、肌の弾力やハリを生み出しているのです。

しかし、UVAを受けると、この線維状タンパク質が変質し、固くなります。

コラーゲンは熱を加えるとゼラチンに変性しますが、それがコラーゲンに戻りづらいのと同じように、タンパク線維も変質してしまうと同様に以前の性質を得づらくなります。

そして、このコラーゲンなどの線維状タンパク質自体を生み出す線維芽細胞というものもこの湿潤液の中に同様に存在しているのですが、コラーゲンなどが分解酵素により分解され、線維芽細胞から新たに生成されるまで、なんと2〜6年掛かると言われています。

そして、このUVAは、線維芽細胞自体を萎縮させ、線維状タンパク質や基質の生成をしづらくさせる、細胞の老化を促進させることも分かっています。

つまり、UVAは、線維状タンパク質を変質させ、それを生み出す線維芽細胞をも萎縮させ、細胞の老化を促進させる因子であることから、シワたるみなどの肌老化を引き起こす要因なのです。

UVAのケア・対策

UV-A4月〜8月がピークとなります。

しかし、雲や窓、ガラスを透過するので曇りや雨の日、室内でも油断はできず、紫外線の弱いと言われる季節でもピーク時の1/2以上の強さがあるので、一年を通してのケアが必要となります。

日焼け止め剤では、PAがこのUVAから肌を守る指標ですが、日焼け止め剤はUVA・UVB両方を守るように上手くバランス良く調合されたもので、UVAだけしか守らないような日焼け止めは存在しません。

そして、UVBはUVAの600〜1000倍のエネルギーを持ち、その分肌への影響も強くなることから、自然と紫外線の強い季節にはそれに伴い、日焼け止め剤も防御機能の高いものを選ぶということになります。

なので、UVAのケアは紫外線の弱い季節や雨や曇りの日もしなきゃダメという認識をプラスしておきましょう。

日焼け止めは、汗などによるムラができないよう、一日に1〜2回塗り直すことが推奨されています。

他にもUVカット機能を持つ帽子や日傘なども上手に利用し、光老化から肌を守りましょう。

UVBは表皮層に強いダメージを!!

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皮膚組織は、表皮層真皮層皮下組織の三層構造をしており、その中の表皮層は基底層・有棘層・顆粒層・角質層の4層構造で形成され、主に外部刺激から肌を守る保護機能、肌表面からの水分の蒸散を防ぐ保湿機能があります。

肌のターンオーバーという言葉を聞いたことがあるかと思いますが、それは基底層のケラチノサイトが細胞分裂をし、有棘層・顆粒層・角質層へと成熟・分化しながら最終的に角質層で垢となって剥がれ落ちるまでの一連の肌の新陳代謝のことをターンオーバーと言います。

そして、冒頭でも申しました通り、UVBは、地表に届く割合は10%と少ないですが、UVAの600〜1000倍のエネルギーを持ち、この表皮層に強い影響を与えます。

具体的な例で言いますと、夏の青空の下、長い時間いると肌が赤くなり、サンバーンと呼ばれる日焼けが起こります。

紫外線が肌に照射されると、肌表皮の基底層に存在するメラノサイトが活性化し、メラニン生成を促し、それがケラチノサイトの核(DNA)や真皮層を守る保護機能が働きます。

ちなみに、このメラニンの保護機能はSPFに換算すると、SPF4程だそうです。

しかし、SPF4程度ですから、日焼け止めほどの保護機能はなく、その保護能力を超えて照射されたUVBは細胞の核(DNA)を傷をつけ、その傷つけられた細胞が修復される過程で、炎症を引き起こす遺伝子が反応してしまい、それにより細胞から多数の炎症誘発因子が放出され、肌が炎症してしまうのです。

これがサンバーンと呼ばれる日焼けです。

そして、DNAが傷つけられた細胞は、通常であれば自己修復をしたり、不可能な場合はアポトーシスが起こり、細胞死が誘導されるのですが、これがまれに遺伝子異常を起こし、がん化することもあります。

また、このメラニンは、肌のターンオーバーにより垢となって剥がれ落ちることにより代謝されるのですが、それが正常に行われていないと、肌に蓄積し、それがシミの原因となります。

以上をまとめますと、UVBは、UVAの600〜1000倍のエネルギーを持ち、この表皮層に強い影響を与え、サンバーンと呼ばれる日焼けを起こし、それがシミ皮膚がんの原因になります。

UVBのケア・対策

UVB3月〜10月が強く、特に5月~8月がピークです。

日焼けという目に見えた変化が起こるので、ケアをしている方が多いと思います。

日焼け止めはムラが起こらないようにしっかりと塗り、日傘や帽子なども上手に利用しましょう。

また、特に紫外線の強まる12時〜14時はなるべく屋内で過ごすなどの工夫も有効です。

まとめ

というわけで、紫外線についてのあれこれでした。

このように、メリットも沢山ある太陽の光を満喫するためにも、それが与える影響についてはしっかりと把握する必要がありますね!

それぞれの紫外線の違いを理解し、環境に応じて最適な対策を講じましょう。

どうでもいいですが、太陽の光は500秒で地球に届きます。

つまり、8分ほど前の光を私たちは見ている、恩恵を受けているということになります!

どうでもいい豆知識でした!

それでは最後まで読んで頂きありがとうございました。

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